Synthesis and Characterization of Polypyrrole-Collagen Composite Scaffolds for Bone Regeneration
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) |
Texto Completo: | https://hdl.handle.net/10316/117999 |
Resumo: | Dissertação de Mestrado em Engenharia Biomédica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia |
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Synthesis and Characterization of Polypyrrole-Collagen Composite Scaffolds for Bone RegenerationSíntese e caraterização de scaffolds compósitos de polipirrol/colagénio para regeneração ósseaCollagenPolypyrroleTissue EngineeringRegenerative medicineChemical synthesisColagénioPolipirrolEngenharia de tecidosMedicina regenerativaSíntese químicaDissertação de Mestrado em Engenharia Biomédica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe field of biomedical engineering and regenerative medicine constantly seeks innovative solutions for the treatment of bone injuries. Bone regeneration remains a significant challenge in treating fractures and promoting tissue repair. Polymeric scaffolds hold promise due to their biocompatibility and tunable properties. This thesis explores the synthesis and evaluation of polypyrrole (PPy) and type I collagen (Col I) composite powders for bone scaffold applications. PPy offers intriguing potential for bone regeneration due to its unique biological and electrical properties at the nanoscale. Col I, the primary structural protein in bone, is expected to enhance cell adhesion and facilitate tissue integration. As initiators of collagen crosslinking, the presence and absence of riboflavin (vitamin B2) and exposure to ultraviolet light at 365nm were analysed.A suite of analytical techniques, including Fourier-Transform Infrared Microscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (EDS), and X-ray Powder Diffraction (XRPD), were employed to characterize the PPy/FeCl3 and the PPy/FeCl3/Col I composites. This comprehensive analysis provided insights into the chemical interactions, thermal stability, morphology, elemental composition, and crystallographic structure of the synthesised materials.This study investigated the influence of collagen concentration on PPy/FeCl3 composites, demonstrating a correlation with biodegradability, potentially useful for bone tissue engineering applications. Future research can explore electrical conductivity and biocompatibility for further scaffold development.A área da engenharia biomédica e medicina regenerativa procura constantemente soluções inovadoras para o tratamento de lesões ósseas. A regeneração óssea continua a ser um desafio significativo no tratamento de fraturas e na promoção da reparação ou substituição de tecidos. Scaffolds (estruturas de suporte) poliméricos são promissores devido à sua biocompatibilidade e propriedades ajustáveis. Esta tese explora a síntese e avaliação de compósitos constituídos por polipirrol (PPy)/ colagénio tipo I (Col I) para aplicações em scaffolds ósseos. O PPy oferece um potencial intrigante para a regeneração óssea à nanoescala devido às suas propriedades biológicas e elétricas únicas. O Col I, a principal proteína estrutural do osso, deve melhorar a adesão celular e facilitar a integração do tecido. Como iniciadores do crosslinking do colagénio, estudou-se a presença e ausência de riboflavina (vitamina B2) e a exposição a uma luz ultravioleta a 365nm. Um conjunto de técnicas analíticas, incluindo espectroscopia por infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrónica de varredura (SEM), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de pó de raios x (XRPD), foi empregue para caraterizar os compósitos PPy/FeCl3 e PPy/FeCl3/Col I. Esta análise abrangente forneceu informações sobre as interações químicas, estabilidade térmica, morfologia, composição elementar e estrutura cristalina dos materiais sintetizados.Esta pesquisa investigou a influência da concentração de colagénio tipo I em compósitos PPy/FeCl3, demonstrando uma correlação com a biodegradabilidade, potencialmente útil para aplicações em engenharia de tecido ósseo. Pesquisas futuras podem explorar a condutividade elétrica e a biocompatibilidade para um melhor desenvolvimento do scaffold.2024-09-122026-09-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/117999https://hdl.handle.net/10316/117999TID:203826930engNascimento, Sara Andradeinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-04-02T17:35:48Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/117999Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:11:52.860643Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse |
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